摘 要
目的: 考察覆盆子有效部位對(duì)自然衰老大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響。
方法: 18 月齡大的自然衰老大鼠分為老年組、銀杏黃酮陽性組、覆盆子乙酸乙酯部位組、覆盆子氯仿部位組、覆盆子全藥材組,另取 3 月齡的大鼠為青年對(duì)照組。覆盆子乙酸乙酯組、氯仿組、全藥組分別灌胃給予相應(yīng)提取物 12g / kg,陽性藥物組給予銀杏黃酮 5. 785mg / kg,老年組和青年組分別灌胃等容量生理鹽水,連續(xù) 30d。檢測(cè)大鼠在 Morris 水迷宮中的定位航行能力、空間探索能力,并檢測(cè)大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移 酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性、總超氧岐化酶活性、過氧化氫酶活性及丙二醛含量。結(jié)果: 覆盆子乙酸乙酯組、覆盆子氯仿組、覆盆 子全藥組均可不同程度縮短大鼠的逃避潛伏期,明顯增加穿越平臺(tái)次數(shù); 覆盆子乙酸乙酯組、覆盆子氯仿組、覆盆子全藥組、銀杏黃 酮陽性組可明顯提高老年大鼠腦組織中的乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性,同時(shí)覆盆子乙酸乙酯組、覆盆子氯仿組、銀杏黃酮陽性組降低乙酰 膽堿酯酶活性; 覆盆子乙酸乙酯組、覆盆子氯仿組、覆盆子全藥組、銀杏黃酮陽性組可明顯升高老年大鼠腦組織總超氧岐化酶、過氧 化氫酶活性,明顯降低丙二醛含量; 覆盆子乙酸乙酯組、覆盆子氯仿組、銀杏黃酮陽性組可明顯升高谷胱甘肽過氧化物酶酶活性。
結(jié)論: 覆盆子乙酸乙酯部位能提高自然衰老大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,因?yàn)槠涮岣呃夏甏笫竽X部膽堿能功能和減少腦部自由基損傷最 為明顯,其次是氯仿部位,最后是全藥部位。關(guān)鍵詞 覆盆子萃取部位; 學(xué)習(xí)記憶; Morris 水迷宮; 衰老
現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),覆盆子作用廣泛,除延緩衰老外、還有對(duì)生殖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用、抗氧化作用等。我們前期發(fā)現(xiàn)覆盆子氯仿提取部位和乙酸乙酯提取部位對(duì) D-半乳糖聯(lián)合氫化可的松造成的腎陽虛型癡呆大鼠和東莨菪堿所致的學(xué)習(xí)記憶障礙
大鼠有很明顯的改善其學(xué)習(xí)記憶的作用[1,2],但對(duì)自然衰老大鼠學(xué)習(xí)記憶功能的影響尚無文獻(xiàn)報(bào)道。故本研究以自然衰老的大鼠為研究對(duì)象,觀察覆盆子各有效部位對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力以及腦組織中與學(xué)習(xí)記憶和衰老相關(guān)的酶及衰老相關(guān)代謝產(chǎn)物的影響,從而進(jìn)一步研究覆盆子改善學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制與物質(zhì)基礎(chǔ)。
1.材料與方法
1.1 試驗(yàn)藥物 覆盆子購于江西省樟樹藥材市場(chǎng),由江西中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源學(xué)科組劉慶華老師鑒定為薔薇科懸鉤子屬值物掌葉覆盆子 Rubus chingii Hu 的未成熟果。經(jīng)鑒定該藥材質(zhì) 量符合 2010 版中國藥典要求。取覆盆子藥材粉末 80% 乙醇滲 漉,回收乙醇得浸膏。浸膏用水混懸,依次用氯仿、乙酸乙酯萃 取,得到覆盆子全藥、氯仿、乙酸乙酯共三個(gè)部位,由江西中醫(yī)藥 大學(xué)藥物分析室謝一輝教授制備,-20℃ 保存,臨用前稀釋至覆 盆子全藥
1.2g 生藥 / ml、乙酸乙酯部位 1. 2g 生藥 / ml、氯仿部位
1.2g 生藥 / ml ; 陽性藥銀杏葉片,深圳海王藥業(yè)有限公司,批號(hào):20121004。
1. 2 動(dòng)物 18 月齡 SD 大鼠,SPF 級(jí),50 只,雌雄各半,體質(zhì)重 ( 500 ± 20) g; 3 月齡 SD 青年大鼠,SPF 級(jí),10 只,雌雄各半,體質(zhì) 重( 220 ± 20) g。均由湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供, 許可證為: SCXK( 湘) 2009-0004。
1.3 試劑 乙酰膽堿酯酶試劑盒,批號(hào): 20140122,乙酰膽堿 轉(zhuǎn)移酶試劑盒,批號(hào): 20140119,谷胱甘肽過氧化物酶試劑盒,批 號(hào): 20130927,總超氧岐化酶試劑盒,批號(hào): 20130926,過氧化氫酶試劑盒,批號(hào): 20131012,丙二醛試劑盒,批號(hào): 20130927,均購自南京建成試劑有限公司。
1.4 儀器 Morris 水迷宮,北京眾實(shí)迪創(chuàng)科技發(fā)展有限責(zé)任公司; 萬分之一分析天平,Sartorius,德國; -80℃ 冰箱,Thermo,美國。
1.5 方法 大鼠進(jìn)行隨機(jī)分成 5 組,分別為老年組、銀杏黃酮 陽性組、覆盆子乙酸乙酯組、氯仿組、全藥組,另設(shè)青年組( 為 3個(gè)月齡的 SD 大鼠) 。青年組和老年組灌胃生理鹽水 1m1 /100g,乙酸乙酯組、氯仿組、全藥組分別灌胃給予覆盆子相應(yīng)萃取部12g 生藥 / kg,銀杏黃酮陽性組給予銀杏黃酮 5. 785mg / kg,給藥 容量 1m1 /100g,連續(xù) 1 個(gè)月。
1.5.1 定位航行試驗(yàn) 共 5 天,面向池壁將大鼠分別從三個(gè)不 同象限的入水點(diǎn)放入水中,記錄其在 60 秒內(nèi)尋找到平臺(tái)所用的 時(shí)間,此是逃避潛伏期( escape latency) 。大鼠如果 60 秒內(nèi)找不 到平臺(tái)則由實(shí)驗(yàn)操作者牽引實(shí)驗(yàn)大鼠停留在平臺(tái)上 10 ~ 15s,參與文獻(xiàn)[4]進(jìn)行。
1.5.2 空間探索試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)第 6 天,撤除平臺(tái),任意選擇 1 個(gè)
入水點(diǎn)將大鼠放入水中,記錄其 60 秒內(nèi): 動(dòng)物穿越虛擬平臺(tái)的 次數(shù); 空間探索試驗(yàn)中在原平臺(tái)所在象限活動(dòng)時(shí)間和動(dòng)物在目 標(biāo)象限( 原平臺(tái)所在象限) 游泳路程。
1.5.3 乙酰膽堿酯酶、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性檢測(cè) 水迷宮實(shí)驗(yàn) 結(jié)束后,取腦組織,進(jìn)行組織勻漿,制成 10% 的勻漿液,檢測(cè)乙 酰膽堿酯酶、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性,具體方法按試劑盒說明書進(jìn)行。
1.5.4 總超氧岐化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶活性 及丙二醛含量檢測(cè) 取腦組織 10% 的勻漿液進(jìn)行 總超氧岐化 酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶活性及丙二醛含量檢測(cè), 具體方法按試劑盒說明書進(jìn)行。
1.結(jié)果
2.1 覆盆子各提取部位大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響 ( Morris 水迷宮 法) 在水迷宮實(shí)驗(yàn)中: 與青年組比較,老年組大鼠逃避潛伏期 明顯延長,穿越平臺(tái)次數(shù)明顯減少,提示老年組大鼠學(xué)習(xí)記憶 功能降低; 與老年組大鼠比較,乙酸乙酯組、氯仿組、全藥組、銀杏黃酮陽性組大鼠逃避潛伏期明顯縮短,穿越平臺(tái)次數(shù)明顯增加。而各給藥組中覆盆子乙酸乙酯組對(duì)大鼠逃避潛伏期有更顯著的縮短,且穿越平臺(tái)次數(shù)增加更明顯,結(jié)果見表 1、2。
表 1 覆盆子不同萃取部位對(duì)自然衰老大鼠逃避潛伏期的影響 ( x珋± s,秒)
組別 |
鼠數(shù) |
劑量 |
第一天 |
第二天 |
|
第三天 |
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第四天 |
第五天 | |||
( 只) |
( g 生藥 / kg) |
( s) |
( s) |
|
( s) |
|
( s) |
( s) | ||||
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| ||||||||||
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| ||||
青年對(duì)照 |
10 |
|
43. 12 ± 16. 56** 25. 23 ± 14. |
89** |
17. 68 ± 14. |
16** |
13. 41 ± 6. 00** |
10. 87 ± 4. 88** | ||||
老年對(duì)照 |
10 |
|
59. 51 ± 1. 58 |
59. 21 ± 2. 52 |
55. 76 ± 9. 05 |
56. 92 ± 6. 64 |
56. 72 ± 7. 14 | |||||
銀杏黃酮 |
10 |
0. 0058 |
43. 43 ± 18. 64 |
41. 84 |
± 19. |
25* |
40. 53 |
± 21. |
25 |
32. 58 ± 17. 27** |
22. 04 |
± 16. 0** |
覆盆子乙酸乙酯 |
10 |
12 |
49. 53 ± 16. 67 |
43. 17 |
± 18. |
08* |
38. 14 |
± 14. |
59* |
29. 29 ± 17. 84** |
19. 21 |
± 11. 67** |
覆盆子氯仿 |
10 |
12 |
48. 86 ± 18. 00 |
45. 28 |
± 19. |
48 |
36. 23 |
± 20. |
76* |
30. 47 ± 18. 04** |
23. 03 |
± 15. 42** |
覆盆子全藥 |
10 |
12 |
49. 33 ± 17. 51 |
46. 14 |
± 18. |
17 |
37. 91 |
± 16. |
70* |
30. 53 ± 16. 81** |
27. 42 |
± 21. 39** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
與老年組比較 * |
P < 0. 05,** P < 0. 01( 下同) |
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表 2 覆盆子不同萃取部位對(duì)自然衰老大鼠空間探索的影響 ( x珋± s,n = 10)
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組別 |
劑量 |
|
第一象限停留 |
第一象限游動(dòng) |
|
穿越平臺(tái) |
|
| ||||||
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|
( g 生藥 / kg) |
時(shí)間( s) |
|
距離( mm) |
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次數(shù)( 次) |
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| |||||||
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|
|
|
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|
|
|
| ||||
|
|
青年對(duì)照 |
|
|
19. 76 ± 4. |
72** 233. |
83 |
± 41. 19* |
2. |
91 |
± 0. 87** |
|
| |||
老年對(duì)照 |
|
|
13. 21 ± 5. |
51 |
159. |
44 |
± 31. 28 |
0. |
33 |
± 0. 48 |
|
| ||||
銀杏黃酮 |
0. |
0058 |
16. 42 |
± 3. |
91* |
214. |
17 |
± 32. 83** 2. |
38 |
± 1. 26** |
|
| ||||
覆盆子乙酸乙酯 |
12 |
15. 32 |
± 5. |
65 |
174. |
39 |
± 38. 29** 2. |
58 |
± 0. 97** |
|
| |||||
覆盆子氯仿 |
12 |
16. 79 |
± 4. |
61* |
188. |
63 |
± 31. 57** 2. |
21 |
± 1. 03** |
|
| |||||
覆盆子全藥 |
12 |
17. 81 |
± 3. |
97* |
209. |
65 |
± 34. 21* |
2. |
04 |
± 0. 94** |
|
| ||||
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
2. 1. 2 |
覆盆子各提取部位對(duì)大鼠膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)的影響 |
|
結(jié)果見表 3。與青年組相比老年組大鼠腦組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活 性明顯下降,而乙酰膽堿酯酶活性明顯升高。與老年組相比,覆 盆子乙酸乙酯部位、氯仿部位及陽性藥可明顯升高老齡鼠腦組 織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性,同時(shí)降低乙酰膽堿酯酶活性。酶活性、過氧化氫酶活性、丙二醛含量均具有極顯著性差異,提 示自然衰老的老齡鼠腦部可能存在自由基損傷過度,氧化代謝 產(chǎn)生過多,從而引起學(xué)習(xí)記憶功能的下降。與老年組比較,銀杏 黃酮陽性組大鼠的腦組織中谷胱甘肽過氧化物酶酶活性、過氧 化氫酶活性顯著性升高,總超氧岐化酶含量極顯著性升高,丙二 醛含量明顯減少; 覆盆子乙酸乙酯組大鼠腦組織中谷胱甘肽過 氧化物酶酶活性、總超氧岐化酶含量、過氧化氫酶活性均顯著性 升高,丙二醛含量極顯著性降低; 覆盆子氯仿組大鼠的腦組織中 谷胱甘肽過氧化物酶酶活性、總超氧岐化酶活性、過氧化氫酶活 性均顯著性升高,丙二醛含量極顯著性降低; 覆盆子全藥組大鼠 的腦組織中總超氧岐化酶活性、過氧化氫酶活性均顯著性升高, 丙二醛含量極顯著性降低,而谷胱甘肽過氧化物酶酶的活性未 見明顯差異。
表 3 覆盆子不同萃取部位對(duì)自然衰老大鼠腦組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移 酶、乙酰膽堿酯酶活性的影響 ( x珋± s,n = 10)
組別 |
劑量 |
乙酰膽堿轉(zhuǎn)移 |
乙酰膽堿酯 | |||||
( g 生藥 / kg) |
酶活性( IU / g) |
酶活性( U / mgprot) | ||||||
| ||||||||
|
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|
|
|
|
| ||
青年對(duì)照 |
|
67. 62 ± 11. |
17** |
0. 33 ± 0. |
04** | |||
老年對(duì)照 |
|
28. 79 ± 11. |
66 |
0. 49 ± 0. |
05 |
| ||
銀杏黃酮 |
0. 0058 |
51. 37 |
± 10. |
59** |
0. 39 |
± 0. |
04** | |
覆盆子乙酸乙酯 |
12 |
46. 98 |
± 7. 20** |
0. 39 |
± 0. |
05** | ||
覆盆子氯仿 |
12 |
44. 72 |
± 9. 24** |
0. 44 |
± 0. |
05* |
| |
覆盆子全藥 |
12 |
37. 52 |
± 5. 49* |
0. 46 |
± 0. |
05 |
| |
|
|
| ||||||
2. 2 對(duì)老化相關(guān)酶及相關(guān)代謝產(chǎn)物的影響 |
與青年組比較,老 |
年組大鼠的腦組織中谷胱甘肽過氧化物酶酶活性、總超氧岐化
表 4 覆盆子不同萃取部位對(duì)自然衰老大鼠大腦的影響 ( x珋± s,n =10)
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劑量 |
谷胱甘肽過氧 |
|
總超氧 |
|
過氧化氫 |
丙二醛含量 | ||||||
組別 |
化物酶酶活性 |
岐化酶含量 |
|
酶活性 | |||||||||
( 生藥 g / kg) |
|
( nmol / mg prot) | |||||||||||
|
( U / mg prot) |
( U / mg prot) |
( |
U / mg prot) | |||||||||
|
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|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
青年對(duì)照 |
|
45. 88 ± 5. |
45** |
6. 80 ± 0. |
39** |
3. |
90 |
± 0. 32** |
2. 01 ± 0. |
54** | |||
老年對(duì)照 |
|
39. 66 ± 1. |
16 |
5. 40 ± 0. |
30 |
3. |
03 |
± 0. 39 |
7. 36 ± 2. |
23 | |||
銀杏黃酮 |
0. 0058 |
44. 50 |
± 3. |
84* |
5. 83 |
± 0. |
30** |
3. |
62 |
± 0. 21* |
4. 02 |
± 1. |
63* |
覆盆子乙酸乙酯 |
12 |
43. 01 |
± 2. |
77* |
5. 95 |
± 0. |
38** |
3. |
36 |
± 0. 13* |
2. 12 |
± 0. |
79** |
覆盆子氯仿 |
12 |
42. 01 |
± 2. |
78* |
5. 88 |
± 0. |
32* |
3. |
30 |
± 0. 22* |
2. 29 |
± 0. |
49** |
覆盆子全藥 |
12 |
41. 80 |
± 2. |
39 |
5. 72 |
± 0. |
71* |
3. |
24 |
± 0. 17* |
2. 14 |
± 0. |
36** |
|
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112 中藥藥理與臨床 2015; 31( 3)
1.討論
學(xué)習(xí)記憶在認(rèn)知活動(dòng)中具有重要作用,同時(shí)也是智力結(jié)構(gòu) 中的重要組成要素。學(xué)習(xí)記憶功能體現(xiàn)出腦的高級(jí)整合功能,其功能的減退、喪失是腦衰老的重要標(biāo)志。Morris 圓形水迷宮 主要用于測(cè)試動(dòng)物( 大、小鼠) 對(duì)空間位置覺和方位覺的學(xué)習(xí)記 憶能力,本實(shí)驗(yàn)通過 Morris 水迷宮結(jié)果顯示與青年組比較,老年 組大鼠逃避潛伏期明顯延長,穿越平臺(tái)次數(shù)明顯減少,提示老 年組大鼠學(xué)習(xí)記憶功能降低。與老年組大鼠比較給藥組大鼠 尤其是乙酸乙酯組大鼠逃避潛伏期明顯縮短,穿越平臺(tái)面次數(shù) 明顯增加,提示覆盆子各部位有改善老年大鼠學(xué)習(xí)記憶的作 用,且乙酸乙酯部位改善作用最為明顯,其次是氯仿部位,最后 是全藥部位。
乙酰膽堿是中樞膽堿能神經(jīng)的重要遞質(zhì)。它由膽堿乙酰 轉(zhuǎn)移酶( 乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶) 合成、乙酰膽堿酯酶( 乙酰膽堿酯酶) 分解,通過乙酰膽堿受體發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。乙酰膽堿平衡由乙 酰膽堿轉(zhuǎn)移酶和乙酰膽堿酯酶共同維持。生物體隨著年齡增 長,膽堿能系統(tǒng)功能隨之逐漸衰退,表現(xiàn)為代謝失調(diào)、受體的數(shù) 目和親和力的變化,導(dǎo)致中樞神經(jīng)生理異常。研究發(fā)現(xiàn)增加大 鼠海馬乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶的活性,可提高大鼠空間學(xué)習(xí)的能力 。實(shí)驗(yàn)通過檢測(cè)乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿酯酶 結(jié)果顯 示青年組相比,老年組大鼠腦組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活力明顯下 降,而乙酰膽堿酯酶活性明顯升高,提示老年組大鼠與學(xué)習(xí)記 憶有關(guān)的膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿生成來源減少且水解去路 增加,膽堿能功能下降。與老年組相比,覆盆子乙酸乙酯部位、 氯仿部位及陽性藥可明顯升高老齡鼠腦組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶 活性,同時(shí)降低乙酰膽堿酯酶活性,但是全藥僅升高老齡鼠腦 組織乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性,對(duì)乙酰膽堿酯酶活性無顯著影響。 同時(shí)覆盆子乙酸乙酯部位比氯仿部位改善作用更明顯,提示覆 盆子乙酸乙酯部位可更顯著的增加與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的膽堿能 神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的含量,提高膽堿能功能而達(dá)改善學(xué)習(xí)記憶 的作用,保護(hù)由衰老導(dǎo)致的機(jī)體腦組織功能降低。
老年鼠海馬中自由基和興奮性氨基酸相互作用,導(dǎo)致海馬 神經(jīng)死亡.由于海馬是動(dòng)物學(xué)習(xí)、記的重要神經(jīng)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)故導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力下降 。自由基又稱游離基 是未配對(duì)電子的原子和原子團(tuán),它具有高度活潑的化學(xué)特性,會(huì)與相鄰物質(zhì)發(fā)生電子的得失交換,造成組織損傷。像氨基酸這種生物大分子易遭受自由基攻擊。正常情況下,機(jī)體的自由基含量會(huì)很 低,并且會(huì)迅速被酶破壞。但是隨著年齡的增長,酶活性會(huì)降低 以及機(jī)體物質(zhì)代謝會(huì)發(fā)生變化,這必然導(dǎo)致自由基產(chǎn)生過多。 海馬中自由基攻擊興奮性氨基酸,引起海馬神經(jīng)死亡,從而導(dǎo) 致老年鼠的學(xué)習(xí)記憶能力下降。實(shí)驗(yàn)通過檢測(cè)老齡鼠腦組織 谷胱甘肽過氧化物酶活性、總超氧岐化酶活性、過氧化氫酶活 性以及丙二醛含量變化來闡明覆盆子對(duì)老齡鼠學(xué)習(xí)記憶的影 響。本次試驗(yàn)結(jié)果表明,老年組較青年組,腦組織中與衰老相關(guān) 的酶谷胱甘肽過氧化物酶、總超氧岐化酶、過氧化氫酶的活性 均明顯降低,而與衰老相關(guān)的代謝產(chǎn)物丙二醛含量顯著升高, 表明自然衰老的大鼠作為此次試驗(yàn)的模型是可取的。各給藥 組與老年組比較,腦組織中與衰老相關(guān)的酶谷胱甘肽過氧化物酶、總超氧岐化酶、過氧化氫酶活性在一定程度上升高,而與衰老相關(guān)的代謝產(chǎn)物丙二醛含量也呈下降趨勢(shì),這表明覆盆子可通過影響老齡鼠腦組織自由基的變化來改善學(xué)習(xí)記憶。且覆盆子乙酸乙酯部位改善最為明顯,氯仿部位其次,最后是全藥部位。
以上結(jié)果提示覆盆子乙酸乙酯部位、氯仿部位以及全藥均有一定的改善自然衰老大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。但是從老年鼠水迷宮的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及乙酰膽堿酯酶、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶、老化相關(guān)酶及相關(guān)代謝產(chǎn)物的生化指標(biāo)數(shù)據(jù)上觀察,覆盆子的乙酸乙酯部位改善作用最為明顯,氯仿部位改善作用其次,全藥部位改善作用最弱。然而學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制比較復(fù)雜,通路較多,覆盆子其影響學(xué)習(xí)記憶的具體機(jī)制與作用通路仍值得深入研究。
這些有效部位中具體起作用的成分還有待進(jìn)一步探討。